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SISTEMA CARDIOVASCULAR Coração está localizado no mediastino. Seu ápice voltado para baixo e a base para cima. Inclinado pro lado esquerdo, na incisura esquerda do pulmão. Veia carrega sangue pouco oxigenado (sangue venoso). Artéria carrega sangue muito oxigenado (sangue arterial). Átrio direito – entrando a veia cava superior. O ventrículo direito de onde sai a artéria tronco pulmonar (carrega sangue venoso, pobre e oxigênio) que leva o sangue para os pulmões, para realizar a hematose. 4 veias pulmonares – 2 superiores e inferiores direita e 2 superiores e inferior esquerdas (carregam sangue arterial, trazem dos pulmões o sangue oxigenado e entram no átrio esquerdo e vão para o ventrículo esquerdo, onde ocorre a sístole ventricular e é ejetado para fora do coração por meio da artéria aorta). Espaço pleural é preenchido pelo líquido pleural, importante para manter os pulmões inflados, quando por exemplo há um ferimento. Coração é envolvido pelo pericárdio, dentro da membrana há o líquido pericárdico: para facilitar os movimentos. Não há mistura de sangue venoso e arterial. Artéria aorta, sai do ventrículo esquerdo. Artéria pulmonar, sai do ventrículo direito. No átrio direito, duas veias trazem o sangue da GRANDE CIRCULAÇÃO. Entre o átrio direito e o ventrículo direito há a válvula atrioventricular ou tricúspide. Quando se abre, o sangue que entrou no átrio, desce para os ventrículos. Contração dos ventrículos ou sístole ventricular: o sangue que está no VD, é ejetado para fora do coração, passando pela artéria pulmonar ou tronco pulmonar. A válvula semilunar pulmonar se abre com a pressão dos ventrículos e aí o sangue sai para fora do coração. Tronco pulmonar leva o sangue venoso para os pulmões p/ realizar a troca gasosa. Sangue volta pelas veias pulmonares (sangue arterial), entrando pelo átrio direito. Entre o átrio esquerdo e o VE, existe a válvula atrioventricular esquerda ou bicúspide ou mitral, se abre e o sangue escoa do átrio para o ventrículo. Sístoles atrial, sangue ejetado para o VE, aí no momento da sístole ventricular o sangue é ejetado para fora do coração pela artéria aorta, também há a válvula semilunar aortica, indo para vários lugares do organismo, para nutrir os tecidos com oxigênio e depois volta para o coração, através das veias cavas superior e inferior direita, entrando no átrio direito. Cordas tendíneas puxam as valvas, conectadas aos músculos papilares que estão nos ventrículos (mantém a tensão das valvas, permitindo a abertura e fechamento). O tecido muscular cardíaco – músculo estriado (presença de discos intercaladose distribuição das células em malha ou treliça – se dividem e se unem – que separa o inicio de uma célula e outra. Fisiologia do Músculo Cardíaco Três tipos de músculo: - Músculo atrial: - Músculo ventricular: - Fibras especializadas excitatórias e condutoras: vão gerar espontaneamente um potencial de ação no músculo cardíaco e vão conduzir para todas as partes do coração, para ocorrer a despolarização e contrações (ou ejetar o sangue dos átrios para os ventrículos ou dos ventrículos para fora do coração). -Síncício: como uma “orquestra”, fibras organizadas e em harmonia – despolarização de uma fibra, todas as outras serão. Atrial (uma vez que tenho a despolarização de uma fibra ventricular, a despolarização é propagada para todas as fibras do sincício ventricular, fazendo com que se contraia todo de uma vez. Ventricular Histologia do Músculo Cardíaco Fibras em malha ou treliça. Discos intercalares: há presença das junções GAP ou comunicante, permitem a passagem da corrente iônica, isso faz com que ao despolarizar a fibra, todas são despolarizadas. Assim, há uma passagem rápida dessa corrente elétrica de uma fibra pra outra, assim todas se contraem de uma só vez. Há os desmossomos, estrutura da membrana basolateral, conectando uma fibra a outra, importante porque quando acontece a sístole ventricular, as fibras poderiam se separar facilmente durante a contração, assim, mantém as fibras aderidas umas às outras. Existem ainda as miofibrilas em que há as actinas e miosinas. Em amarelo: Linha Z. Em verde: filamentos de actina. Em vermelho: filamentos de miosina. Linha M não aparece, mas ficam sobrepostas e quando ocorre contração, há o deslizamento. Processo contrátil semelhante, porém o retículo sarcoplasmático é desenvolvido. Potencial de Ação no Músculo Cardíaco Potencial em platô, momento em que a despolarização permanece por um período prolongado de tempo e só após esse tempo ocorre a repolarização. Inicialmente, o potencial em ponta (spike) – despolarização rápida, com abertura dos canais rápidos de sódio (influxo rápido de sódio – causa o potencial em ponta ou platô, com a abertura dos canais lentos de cálcio, vai entrando na fibra e com isso a despolarização se mantém por mais tempo: 0,2 s. Contração 15x mais duradoura que no músculo esquelético. Bom para contração do coração. Temos no platô a redução a permeabilidade dos íons potássio, o íon potássio não consegue sair e se ele não sai esse processo de repolarização demora. Na repolarização temos: fechamento dos canais de sódio, abertura dos canais de potássio voltagem dependentes, bomba de sódio e potássio e ação dos canais vazantes de potássio. Ao reduzir a permeabilidade do potássio a membrana, demora mais pra acontecer. Após 0,2s volta ao “normal”, a repolarização rápida e o retorno ao repouso. Potencial em platô que acontece nas células de purkinjie, que são células condutoras do potencial de ação para os ventrículas e na fibra muscular nos ventrículos. Nodo atrioventricular (sistema excitatório e condutor do coração) o potencial é como se fosse potencial em ponta. Nas fibras musculares de purkinjie, temos o platô e na fibra muscular ventricular temos o platô também. Mecanismo de Contração Muscular Diferenças: retículo sarcoplasmático da fibra muscular estriada é POUCO desenvolvida. Isso faz com que não tenha quantidades relevantes de cálcio armazenadas em seu interior, precisa de cálcio de fora. Os túbulos T além de conduzir o potencial de ação, locais em que há grande quantidade de cálcio, que fica condensado e aí uma vez que há o potencial de ação chegando na fibra muscular (em platô) e propagado pelos túbulos T que abre canais de cálcio em sua membrana, e o cálcio que está no LEQ entre na fibra muscular. O fato do cálcio entrar faz com que o cálcio armazenado no reticulo sarcoplasmático seja liberado para o citoplasma e aí vai se ligar na troponina, puxar a tropomiosina, a miosina se liga na actina e vai ocorrer o deslizamento. A troponina é diferente no cardíaco, tem subunidades diferentes. Funcionamento é o mesmo. Calcio se liga na troponina, liberação do sítio de ligação, miosina se liga na actina, acontece contração. Para o relaxamento é necessário remover o cálcio do sarcoplasma, por meio de bombas de cálcio localizadas na membrana do retículo sarcoplasmático, (bombas de cálcio ATPase – utilizam a energia proveniente do ATP para que o cálcio seja mandado para dentro. Na membrana da fibra muscular cardíaca também há um contratransporte de cálcio-sódio, a medida que o sódio vai entrando a favor do gradiente energético o cálcio vai sendo colocado para fora - Transporte ativo secundário. É favorecido pela bomba de sódio- potássio ATPase, ela cria gradiente energético do sódio pra fora da célula e ai vai entrando e tirando o cálcio de dentro – relaxamento. Ciclo Cardíaco É o conjunto de eventos cardíacos que ocorrem entre o inicio de um batimento cardíaco e o inicio do próximo. O ciclo é iniciado com a geração espontânea de um potencial de ação em uma estrutura chamada de nodo sinusal (localizado no átrio direito) e a partir do momento que é gerado esse potencial,ele é propagado para todas as partes do átrio. Então ocorre a contração dos átrios apenas. Antes do potencial passar do átrio pro ventrículo, há uma estrutura chamada de nodo atrioventricular, responsável por causar um retardo da propagação do potencial de ação, de aproximadamente 0,1 s (suficiente para os átrios se contraírem antes dos ventrículos). Somente após esse retardo, a informação será repassada dos átrios para os ventrículos por meio do feixe atrioventricular e ao chegar aos ventrículos será propagado para todas as partes dos ventrículos por meio das fibras de purkinjie. Sistema Excitatório e Condutor especializado do Coração No átrio direito temos o nodo sinusal ou nodo sinoatrial, ele é o responsável por gerar espontaneamente o potencial de ação do coração. Músculo auto excitável, não precisa de informação do sistema nervoso para que realize seu trabalho, ele faz o potencial de ação dele. Controle do coração pelo simpático/parassimpático, mas nesse caso é sozinho. Esse potencial de ação gerado no nodo sinusal é propagado para todas as partes dos átrios pelas vias internodais que estão no átrio direito e chegam no esquerdo também. O potencial chega no nodo atrioventricular, onde sofre um retardo. Após esse retardo, há contração dos átrios (sístole atrial). Após o retardo, esse potencial de ação é propagado dos átrios para os ventrículos por meio do feixe atrioventricular ou feixe de “hes” e aí por meio das fibras de purkinjie, nas ramificações direita e esquerda, esse potencial de ação é conduzido/propagado para todas as regiões dos ventrículos, fazendo com que tenha a sístole ventricular. Nas fibras de purkinjie que há o potencial em platô e na própria fibra muscular cardíaca também. Nos átrios, no nosso sinusal é mais potencial em ponta do que em platô. Imagem ampliada do nodo atrioventricular: 0,03s é o tempo que o potencial de ação demorou para passar do nodo sinusal até as terminações das vias intermodais. Quando o potencial de ção chega, ele é retardado, atrasado e passa um tempo até 0,12s (0,1s) e quando chega nas fibras de purkinjie já passaram 0,16s desde o momento que foi gerado no nosso sinusal. O potencial de ação, gerado espontaneamente no nodo sinusal (ou sinoatrial), irá despolarizar, conduzido para todas as partes dos átrios (despolarizando os átrios pelas vias intermodais) e chega ao nodo atrioventricular. Aí o potencial sofre o retardo, átrios se contraem e ventrículos relaxados. Após 0,12s é passado pelo feixe atrioventricular, chamado de fascículo atrioventricular e ai para os ramos direito e esquerdo das fibras de purkinjie, despolarizando os ventrículos: sístole ventricular. No nodo sinusal há potenciais em ponta acontecendo (em spike), lá nas fibras de purkinjie e fibras musculares há potenciais de ação em platô. Dispersão do Impulso Cardíaco ao Longo do Coração No nodo sinusal temos o tempo 0s, onde é gerado o potencial de ação. Até chegar no nodo atrioventricular já se passaram 0,03s. Daí, daqui para as fibras de purkinjie, 0,16s (retardo no nodo atrioventricular), até atingir todas as partes do ventrículo 0,22s. De forma geral, tudo promove a despolarização e aí a contração de todas as fibras ventriculares. Eletrocardiograma Soma da atividade elétrica de todas as células do coração, registradas na superfície corporal. Aqui, percebemos a formação de algumas ondas. 1ª onda (onda P) – Representa a despolarização dos átrios e contração atrial. 2ª, 3ª e 4ª onda – Complexo QRS. Onda Q (pra baixo), R (pra cima), S (pra baixo novamente). Associadas a despolarização dos ventrículos e consequentemente, contração dos ventrículos. Onda T – Representa a repolarização dos ventrículos. Assim encerra um ciclo cardíaco. Em seguida, esse ciclo é iniciado novamente pela formação da onda P. Derivação 1, 2 e 3. Derivação do Tipo 1 – colocaram eletrodos na superfície corporal do indivíduo. Braço esquerdo (eletrodo +), braço direito (eletrodo -) e na perna esquerda (+). A medida que ocorre as depolarizações, há formação de onda positiva (direção ao lado positivo) e a onda negativa (direção ao lado negativo). Deflexão da onda – Quando sobe do - p/ +, subida do ECG – onda P. Quando vai do + p/-, deflexão para baixo, ondas negativas. Quando não há deflexão, eixo perpendicular, ECG fica em linha reta (linha de base). Onda P – Relacionada a despolarização atrial (consequentemente, contração atrial). Complexo QRS – Onda Q, R e S, relacionados a despolarização ventricular (consequentemente, contração/sístole ventricular). Onda T – Relacionados a repolarização ventricular. Intervalos entre P-R, momento no qual a informação está sendo conduzida dos átrios para os ventrículos por meio do feixe atrioventricular, tempo, demora, que é calculada. Bradicardia – ondas mais espassadas, reduziu a frequência cardíaca. Taquicardia – ondas mais juntinhas, aumentou a frequência cardíaca. Eventos Elétricos do Ciclo Cardíaco Ínicio: geração espontânea de um potencial de ação no nodo sinusal. Quando o potencial é gerado, há inicio da formação da onda P – quando todo o átrio estiver despolarizado, ou seja, quando o potencial de ação for conduzido através das vias intermodais pra todas as partes do átrio. Chega no nodo atrioventricular onde já vimos que há um retardo, formação da onda P. Após o retardo, o potencial de ação é propagado para o feixe atrioventricular (feixe de hes) e aí para as fibras de purkinjie. Nas fibras próximas ao septo, há início da formação da onda Q. Esse potencial de ação já foi propagado para essa região do ventrículo. A medida que o potencial é dissipado para o ventrículo por meio das fibras de purkinjie, há formação da onda R. Quando tiver todo o ventrículo despolarizado, contraído, terei a formação completa do complexo QRS. Em vermelho: o momento da CONTRAÇÃO. Cada quadrado é 0,04s para ver o tempo da contração. Ínicio de repolarização ventricular – ventrículos repolarizados e relaxados. Inicio da onda T. Aí é possível iniciar um novo ciclo cardíaco. Os momentos nos quais o coração está contraído ou relaxado. No início, coração relaxado. Quando despolariza os átrios, há a sístole atrial (átrios se contraem e ejetam para os ventrículos pequena quantidade de sangue). Isso vai aumentar o bombeamento cardíaco em cerca de 20%. Sangue veio pra cá, fechou as valvas atrioventriculares, despolarização ventricular, seguida da contração ventricular/sístole ventricular. Nesse momento os átrios já estão em diástole (relaxados). Ventrículo se contrai, ejeta sangue p/ fora do coração. Depois relaxamento ventricular, todo coração relaxado. Sangue entra pelos átrios e inicia um novo ciclo. Linha em vermelho: pressão ventricular. Linha pontilhada de cima: pressão na artéria aorta. Linha pontilhada de baixo: pressão atrial. Azul – volume ventricular. Linha amarela – eletrocardiograma. Linha vermelha embaixo – eletrocardiograma. - Contração isovolumétrica: quando há contração dos ventrículos. - Momento da ejeção: sangue é bombeado pra fora do coração. - Relaxamento isovolumétrico: quando os ventrículos relaxam. - Afluxo rápido: entrada rápida de sangue dos átrios para os ventrículos, seguida de diástase (enchimento lento do ventrículo). - Sístole atrial: átrios se contraem. - Abertura e fechamento das valvas: semilunares e atrioventriculares. Pouco antes da contração isovolumétrica, há o fechamento da valva atrioventricular. Com a contração isovolumétrica a abertura da valva semilunar aórtica. Antes do relaxamento isovolumétrico, o fechamento da valva semilunar aórtica. No fim do relaxamento isovolumétrico, abertura da válvula atrioventricular. Onda P – despolarização atrial, seguida de contração atrial (sístole atrial). Onda A – contração dos átrios. Quando os átrios se contraem, háaumento leve do volume ventricular (cerca de 20% a capacidade de bombeamento dos ventrículos). Leve aumento da pressão ventricular (entrada do sangue) e leve aumento da pressão atrial, por conta da contração atrial. Formação do complexo QRS – despolarização ventricular, seguida de contração ventricular. No intervalo das ondas R-S, fechamento da valva atrioventricular: para que no momento da contração dos ventrículos, não haja refluxo de sangue para os átrios. Com o aumento da pressão ventricular, causa pelo inicio de contração, há abertura da valva semilunar aórtica, p/ que o sangue seja ejetado para fora do coração. Nesse momento há contração isovolumétrica. Após esse período – ejeção. Redução do volume ventricular. Pressão vai sendo reduzida – fechamento da válvula semilunar aórtica (p/ impedir refluxo de sangue para o átrio). Formação da onda T. Fonocardiograma – barulhos que são auscutados com o estetoscópio. Sangue passando pelas valvas. Sons no momento onde há abertura de valvas. RESUMO CICLO CARDÍACO: Eletrocardiograma, formação da onda P, representa a sístole atrial, despolarização dos átrios, seguida de contração atrial. Com isso, há leve aumento do volume ventricular com a sístole atrial. Complexo QRS – despolarização ventricular, contração ventricular, antes há fechamento das valvas atrioventriculares, p/ impedir refluxo dos ventrículos para os átrios, abertura das valvas semilunares, p/ o sangue sair dos ventrículos e a contração isovolumétrica. Ejeção, sangue sai do coração pelos ventrículos, redução do volume. Onda T – repolarização dos ventrículos, fechamento das valvas semilunares. Com o relaxamento, abertura das valvas atrioventriculares e com isso o rápido afluxo, enchimento rápido dos ventrículos. Grande aumento do volume ventricular, seguido pela diástase, enchimento ventricular lento. Inicia o ciclo novamente. Funcionamento das Valvas Valvas atrioventriculares: tricúspide, mitral (bicúspide), evitam o refluxo de sangue dos ventrículos para os átrios durante a sístole. Valvas semilunares: aórtica e pulmonar. Evitam o refluxo de sangue da aorta e das artérias pulmonares para os ventrículos durante a diástole. Regulação do Bombeamento Cardíaco Meios básicos de regulação: - Intrínseca: ocorre no próprio coração, fatores da própria distensão, devido a variações no volume sanguíneo. - SNA: Subdivisão do SNP. Controle da frequência cardíaca, controle da força de bombeamento. 1) Mecanismo de Fran-Starling: mostra de forma geral, a capacidade intrínseca do coração se adaptar a volumes crescentes de afluxo sanguíneos. Maior distensão (maior volume de sangue que entra, receptores de distensão), aumento da força de contração (p/ que o sangue seja todo ejetado p/ fora), aumento da quantidade de sangue bombeada e vai retornar p/ o coração maior quantidade de sangue no átrio esquerdo, maior frequencia cardíaca, maior quantidade de sangue bombeado por minuto (débito cardíaco – maior frequencia, maior debito cardíaco). Sangue bombeia todo o sangue que a ele retorna pelas veias. 2) Sistema Nervoso Autônomo: temos as cadeias simpáticas, ramificações do SNSimpático, chegam especialmente na região dos ventrículos. Ramificação vagal (X nervo craniano - vago) que chega no nodo sinusal e no nodo atrioventricular. O vago está representando o SNParasimpatico, vai secretar um neurotransmissor chamado acetilcolina, no musculo cardíaco, se liga aos receptores muscarínicos, que vai ativar uma proteína G inibitória, aumento do efluxo de potássio e redução do influxo de cálcio (hiperpolarização da fibra), leve despolarização, tendo a redução da frequência cardíaca, reduzindo o débito cardíaco e a força de contração em 20/30%. O simpático libera noraepinefrina (ou noradrenalina) vai se ligar aos receptores adrenérgicos, a fibra vai ser despolarizada mais rapidamente, aumentando a descarga de potenciais de ação que vai causar o aumento da contração do músculo cardíaco, além de aumentar a frequência cardíaca, a força de contração, volume de sangue bombeado e o débito cardíaco. Débito cardíaco: quantidade em litros de sangue que passa pelo coração no intervalo de 1 minuto. Efeitos dos íons potássio e cálcio no funcionamento cardíaco Potássio pode causar uma dilatação e flacidez, que vai causar redução da frequência cardíaca. Por vezes, pode causar bloqueio no impulso cardíaco no feixe atrioventricular, levando a fraqueza acentuada do coração e ritmo anormal do bombeamento que pode ser fatal. Cálcio pode causar contrações espásica, fora do ritmo cardíaco, reduzindo uma flacidez. Esses efeitos não são tão preocupantes como do potássio. A quantidade do cálcio no LEQ é controlada pela calcitonina e pelo paratormônio (hormônios). Quando há falta de cálcio, o paratormônio pega dos ossos e leva para o LEQ. Quando há excesso a calcitonina leva para os ossos. Temperatura o aumento leva a vasodilatação dos vasos, causa o aumento da frequencia cardíaca. Febre – aumento da frequencia cardíaca. Já a redução da temperatura, leva a redução da frequencia cardíaca. Doença arterial coronariana Aterosclerose coronariana, formação de uma placa de ateroma nos vasos sanguíneos da artéria coronária (que nutrem o coração com oxigênio), responsável pela maioria das mortes por doença cardiovascular. Artéria é formada por tecido muscular, elástico e endotelial: má alimentação, o colesterol VLDL começa a se depositar embaixo da camada endotelial, aí temos células de defesa – macrófagos – que acabam fagocitando esse colesterol e aí vão preenchendo. As citocinas são liberadas pelos macrófagos que também captam o colesterol. É formado núcleo lipídico, que acaba tendo um processo de “fibrose”, tornando uma estrutura mais rígida, que não se movimenta, reduzindo o fluxo sanguíneo. Consequentemente reduz a oxigenação do coração. Se romper o endotélio, o conteúdo vai para o vaso sanguíneo, podendo formar um trombo. Células não recebem oxigênio. Hipertensão – aumento da pressão arterial. Causas: obesidade. Maior pressão arterial p/ que o sangue chegue na periferia. A medida que a pressão aumenta: aumenta o risco em desenvolver cardiopatias. Hipertensão essencial ou primária – debito cardíaco normal. Resistência periférica aumentada dos vasos sanguíneos, devido a falta de óxido nítrico (faz a vasodilatação). Ritmos sinusais anormais O nodo sinusal é o marca passo – dita o ritmo cardíaco, que pode ser alterado pelo simpático e parassimpático. Taquicardia – aumento da frequência cardíaca p/ mais de 100 bpm. Causas: aumento da temperatura, estimulação simpática, patologias tóxicas do coração. Formação das ondas em menor intervalo de tempo. Braquicardia – redução da frequência cardíaca (lenta), pra 60 batimentos por minuto. Causas: estimulação vagal (parassimpática), síndrome do seio carotídeo hipersensíveis para redução do batimento cardíaco, causando a redução da frequencia cardíaca. Ocorrem ondas mais espaçadas. Arritmia sinusal – disparos irregulares do nodo sinusal ocorrem por alteração da respiração. Na respiração nromal, tem determinados valores da taxa cardíaca. Na respiração profundo, a taxa cardíaca é alterada. Condições circulatórias alteram as forças dos sinais dos nervos simpáticos e parassimpáticos. Sinais de transbordamento: causam alternância entre aumento e diminuição do numero de impulsos transmitidos pelos nervos simpáticos e vago para o coração. Fibrilação venticular – nenhuma onde ocorre de forma adequada. As fibras musculares perderam a sua ordenação. Contrai uma parte ou outra do ventrículo, se repetindo. Pode acontecer devido ao um choque elétrico súbito no coração e isquemia do musculo cardíaco (falta de oxigênio). Por conta do sistema de condução e fibras musculares. Desfibrilação ventricular por eletrochoque, massagem, para tentar reverter. CirculaçãoLeitos capilares únicos ou simples – na cabeça, pescoço, membros superiores, pulmões, tórax, pelve, membros inferiores. Leitos capilares duplos – rins. Sangue vem pela artéria, formando as arteríolas e então os capilares sanguíneos. Leito glomerular: onde é filtrado. Região Peri tubular: permite que algo seja reabsorvido, secretado. Leitos capilares múltiplos: trato gastrointestinal, circulação esplência, mesentérica, etc. Termina na circulação hepática. Sangue entra no átrio direito por meio das veias cavas superior e inferior, dos átrios para os ventrículos, a artéria pulmonar vai para o coração e retorna para o átrio esquerdo pelas veias pulmonares. Pequena circulação – do ventrículo direito para o átrio esquerdo. Grande circulação – do ventrículo esquerdo ao átrio direito. Sangue do átrio esquerdo vai para o ventrículo esquerdo através, pra artéria aorta, depois pra todo o sistema. Volta pro átrio. Pressão Sanguínea Pressão sistólica: Pressão exercida pelo sangue quando o coração se contrai. Em média 120 mmHg. Pressão diastólica: Pressão exercida pelo sangue quando o coração se relaxa. 80 mmHg. Nas veias não há pressão. Quando o músculo se contrai, manda o sangue pra cima. Bomba muscular esquelética. Aferição da pressão sanguínea Artéria Braquial – Artéria radial. Primeiro ruído: pressão sistólica. Força de bombeamento 120 mmHg. Segundo ruído: diastólica, coração se relaxa. Controle da Pressão Arterial Fatores que desregulam: aumento do volume sanguíneo, leva ao aumento da pressão arterial. Isso leva duas respostas. 1) lenta – compensação pelos rins. Maior quantidade de liquido excretada pela urina, reduz volume sanguíneo, reduz a pressão arterial. 2) rápida – através do sistema nervoso, pelo parassimpático, sinalização para que aconteça vasodilatação, vasos aumentam o diâmetro, menor a pressão, menor o fluxo. Reduz frequência cardíaca, que reduz o débito cardíaco. SANGUE O sangue é um fluído complexo que consiste em: plasma, glóbulos vermelhos, glóbulos brancos, plaquetas. SISTEMA MUSCULAR Função: gerar força ou movimento em resposta a um estímulo fisiológico. Alguns de forma voluntária e outros de forma involuntária. Estriado Esquelético: Locomoção, produção de trabalho, ciclo respiratório (diafragma) – contração voluntária. Cardíaco: Específico do coração, conduz a entrega de sangue aos pulmões e tecidos. Liso: Controle mecânico de sistemas de órgãos como: digestivo, urinário e reprodutor. Tecido muscular – Estriado (esquelético e cardíaco) e Liso (compõe as vísceras). Esquelético: possui estrias, contrações voluntárias. Células multinucleadas em regiões periféricas. Estriado Cardíaco: com estrias, contração involuntária (sinalização da geração espontânea de um potencial de ação). Células musculares ou fibras musculares uni ou binucleadas (no centro da célula), possui estriações no citoplasma, possui discos intercalares (fibra conectada a outra – junções gap – sinalizações elétricas – desmossomos – conecta célula a outra – músculo em malha ou treliça). Liso: sem estrias, contração involuntária. Fibras com formato fusiforme, núcleo único. 1) Tecido Muscular Estriado Esquelético: Unidades: filamentos proteicos ou contráteis, filamentos espessos (miosina), filamentos finos (actina). Linha Z a Linha Z – sarcômeros – formam a miofibrila, que vão formar a fibra muscular (célula muscular). Miofibrila – menor unidade contrátil. Sarcolema é a membrana plasmática da fibra muscular. Tecido conjuntivo que envolve a fibra – endomisio (dá suporte). Varias fibras formas um feixe ou fascículo muscular, dispostas linearmente. Vários feixes/fascículos são envoltos por uma camada chamada de perimísio (tecido conjuntivo). Tecido muscular é envolto por epimísio. Sinônimos: Célula muscular – fibra muscular Membrana celular – sarcolema Citoplasma – Sarcoplasma Reticulo endoplasmática – reticulo sarcoplasmático Mitocôndria – sarcossomos Tecido conjuntivo – epimísio, perimísio e endomísio A menor unidade contrátil do músculo esquelético é uma célula alongada multinucleada chamada fibra muscular ou miofibrila. Um feixe de fibras musculares alinhadas linearmente forma um fascículo. Por sua vez, feixes de fascículos formam um músculo. Retículo sarcoplasmático – muito desenvolvido, armazena grande quantidade de cálcio (importante na contração). Envolve cada miofibrila. Tubulos T – conduzem os potenciais de ação para toda fibra muscular, até a região central. Forma a tríade – cisterna de reticulo sarcoplasmático, túbulo T e outra cisterna de reticulo sarcoplasmático. Tubulos são invaginações da própria membrana plasmática. Faz com que o cálcio seja liberado do reticulo sarcoplasmático para o sarcoplasma. Sarcômero Unidade de repetição entre os discos Z adjacentes ou as linhas Z. Disco Z – onde estão ligadas as extremidades dos filamentos de actina (filamentos finos). Foram a banda I. Banda I – representam regiões do filamento fino que não se sobrepõem aos filamentos espessos. Isotrópico a luz polarizada. Região mais clara. Banda A – representam os filamentos de miosina (filamentos grossos, espessos). Anisotrópica, escurecido a luz polarizada. Zona H – somente filamentos de miosina (região central da banda A). Não há sobreposição de actina com miosina. Característica escurecida por serem mais espessos. Banda M – região central do sarcômero. Ligados os filamentos de miosina. Mediana. Tinina – “fitas azuis”. Mantem os filamentos de actina e miosina nos seus lugares. Nebulina – auxilia o alinhamento da actina (só nos filamentos finos). Só filamentos finos. Filamentos espessos. Meio há sobreposição dos dois. Região amarelinha: local de ligação da miosina (sítio de ligação da miosina, onde a miosina liga sua cabeça). Contração Muscular Mecanismo Geral - Sinalização vem através do nervo motor, dos axônios motor-somáticos que formam o nervo motor, que secreta um neurotransmissor chamado acetilcolina. 1°) Potencial de ação percorrendo o nervo motor, chegando na junção neuromuscular (junção de um nervo com uma fibra muscular – em cada região é secretada acetilcolina, que se liga a receptores ionotrópicos e ao se ligar há uma alteração conformacional, que abra o poro). Esse receptor tem um filtro de ligação que permite a passagem do sódio (mais concentrado fora), que vai se ligar dentro da fibra muscular, causando despolarização na fibra muscular. É excitável, também há potencial de ação. PA vai ser propagado até chegar no centro da fibra (por meio dos túbulos T). Assim vai ocorrer a liberação do cálcio do reticulo sarcoplasmático para o sarcoplasma, vai ativar as forças atrativas entre a actina e miosina, permitindo que a cabeça da miosina se ligue nos filamentos de actina (no sítio), havendo um deslizamento. Pra relaxar: o cálcio precisa ser removido do sarcoplasma, por meio das bombas de cálcio (membrana do reticulo sarcoplasmático, quanto na membrana plasmática da fibra), reduzindo a disponibilidade do cálcio, cessamento da contração muscular. RESUMINDO A CONTRAÇÃO: Quando um potencial de ação chega no terminal axonal do neurônio motor- somático, ocorre a abertura dos canais de cálcio voltagem dependentes. Dessa forma, o cálcio entra dentro do terminal axonal, mobilizando as vesículas de acetilcolina, fazendo com que se fundam a membrana plasmática, liberando a acetilcolina por um processo chamado de exocitose. A acetilcolina é liberada na placa motora, nos receptores ionotrópicos, que se abrem, fazendo com que o sódio entre na fibra muscular. Isso faz com que aumente o potencial de membrana da fibra muscular, havendo despolarização, ou seja,potencial de ação. É propagado pra todos os locais da fibra muscular, chegando no reticulo sarcoplasmático, fazendo com que se abram os canais de cálcio voltagem dependentes na membrana do retículo sarcoplasmático, causando a liberação de cálcio no sarcoplasma. O cálcio se liga na troponina, que libera o sitio de ligação, permitindo a ligação da miosina na actina, ocorrendo atração da actina com a miosina – há deslizamento (contração muscular). No momento da contração há um encurtamento da fibra muscular. Para que a contração cesse, o cálcio deve ser bombeado pra dentro do reticulo sarcoplasmático ou para fora da fibra muscular, para que ative a troponina I e interrompa a atração entre a actina e miosina. Banda A – não muda seu tamanho no momento da contração Banda A constante. Banda I – encurtamento da região Zona H – encurtamento da região Devido aos filamentos de actina que deslizam sobre os filamentos de miosina, fazendo com que haja o encurtamento. Mecanismo Molecular Filamento fino – filamentos de actina. Formados por moléculas de actina G. Regiões de ligação de miosina – sítio de ligação da miosina. Troponina é um complexo, 3 regiões – T, C e I. Cada uma tem uma função. Na C se liga o cálcio, uma vez que se liga, ela sinaliza a troponina T, que puxa a tropomiosina. Troponina I, sinalização pra inibição da contração. Filamento espesso – filamentos de miosina. Formados por regiões entrelaçadas (cauda e região flexível) – 2 regiões pesadas entrelaçadas. 2 Cadeias leves alcalinas (estabilização da molécula) e 2 cadeias leves reguladoras (regulam a atividade ATPase da miosina). Interação dos filamentos finos e espessos Cálcio está ligado a troponina C. Troponina T está puxando tropomiosina, liberando o sítio de ligação, permitindo atração entre a actina e a miosina. A região da cauda não se movimenta, é estática. Região flexível se movimenta. Cabeça é quem faz o movimento de força: movimento em direção ao braço de ponte cruzada. Ponte cruzada (ligação entre a actina e miosina). 1°) Pra que tenha um início do processo de contração muscular, precisa existir a ligação do ATP, para na verdade causar o desligamento da miosina. ATP promove o relaxamento e não a contração. A miosina que se ligou no ATP, ela cliva, hidroliza esse ATP. Forma o ADP e o fosfato inorgânico. Isso faz com que a cabeça se estenda ao filamento de miosina. Uma vez que tenho a presença de cálcio, essa miosina se liga a actina, no sítio de ligação e aí há uma inclinação da cabeça da miosina em direção ao braço de ponte cruzada, puxando o filamento de actina. Uma vez que a cabeça da miosina está nessa posição inclinada, vai acontecer a liberação do ADP e do fosfato inorgânico, mas vai ficar ali contraída. Pra que aconteça o relaxamento, além da remoção do cálcio, precisa que se ligue um ATP na miosina. Essa ligação causa o desligamento da miosina da molécula de actina e com isso o relaxamento. Esse ATP vai ser clivado, formando ADP + Pi (fosfato inorgânico), iniciando um novo ciclo de contração muscular. Fibras Musculares Rápidas versus Lentas Fibras Tipo 1 (músculo vermelho) – compõem o músculo vermelho. Inervadas por fibras nervosas pequenas. Sistema dos vasos sanguíneos e dos capilares mais extensos – suprimento sanguíneo maior. Finalidade de suprir quantidades extras de oxigênios. Número elevado de mitocôndrias (oxigênio que chega no musculo, vai p/ a mitocôndria p/ produzir energia – metabolismo oxidativo). Fibras Tipo 2 (músculo branco) – fibras grandes (grande força de contração, uma vez que se contrai pode permanecer por muito tempo). Retículo sarcoplasmático muito extenso (rápida liberação dos íons Ca 2+). Grande quantidade de enzimas glicolíticas (rápida liberação de energia). Suprimento de sangue menos extenso (metabolismo oxidativo ter importância secundária). Menor número de mitocôndrias. Déficit de mioglobina. Metabolismo oxidativo tem importância secundária. Fontes de energia para a contração muscular ATP: desligamento, relaxamento da contração muscular. Responsável por ativar mecanismo de walk-along (ir para adiante), pelo qual as pontes cruzadas puxam os filamentos de actina. Vários ciclos de pontes cruzadas. Bombeamento dos íons Ca2+ do sarcoplasma para o retículo sarcoplasmático quando cessa a contração. Bombeamento dos íons Na+ e K+ através da membrana da fibra muscular, afim de manter ambiente iônico para propagação do PA. Glicólise do glicogênio Armazenado nas células musculares. Desdobramento enzimático do glicogênio a ácido pirúvico e ácido lático libera energia que é utilizada para converter o ADP em ATP. O ATP pode então ser utilizado diretamente para energizar contrações musculares adicionais e também para reconstituir as reservas de fofocreatina. Reações glicolíticas podem ocorrer mesmo na ausência de oxigênio. Formação do ATP pelo processo glicolítico é 2,5 vezes mais rápida. Metabolismo anaeróbio. Metabolismo oxidativo Combinação de oxigênio com os produtos finais da glicólise e com vários outros nutrientes celulares, como carboidratos, gorduras e proteínas, para liberar ATP. Mais de 95% de toda a energia usada pelos músculos para contração mantida por longo tempo são derivados dessa fonte. Fadiga Muscular Contrações musculares fortes, perdurando por período prolongado. Depleção do glicogênio muscular Incapacidade contrátil Redução da transmissão de sinais nervosos pela junção neuromuscular Perda do suprimento de nutrientes, especialmente oxigênio. Hispertrofia Aumento da massa muscular. Aumento do número de filamento de actina e miosina – fibra hipertrofiada. Cresce em tamanho (volume). MESMO NÚMERO DE FIBRAS. Músculo trabalha contra a carga durante o processo contrátil. Poucas e fortes contrações são necessárias para causar hipertrofia (6 a 10 semanas). Atrofia muscular Diminuição da massa muscular. Intensidade de degradação das proteínas é maior do que a intensidade de reposição. Via ubiquitina-proteasoma, dependente de ATP. Hiperplasia Aumento do número de fibras (divisão linear das fibras previamente aumentadas). Condições patológicas. Efeitos da desenervação muscular Perca do suprimento nervoso no tecido muscular. Músculo deixa de receber sinais contráteis necessários para manter as dimensões normais. Processo de atrofia. Alterações degenerativas nas fibras nervosas (2 meses). Caso haja o reestabelecimento do suprimento nervoso há possibilidade da recuperação da atividade muscular (3 meses). Capacidade funcional do músculo pode desaparecer após 1 a 2 anos, porque as fibras musculares são substituídas por tecido fibroso e gorduroso. Contratura – encurtamento do tecido fibroso por vários meses. Fisioterapia – evita que os músculos em atrofia desenvolvam contraturas debilitantes ou deformantes. Recuperação da contração muscular na Poliomielite Vírus. Perca da massa muscular, processos associados a paralisia. Desenvolvimento de unidades macromotoras (terapia), há ramificação das fibras nervosas remanescentes – dá origem a novos axônios, que inervam fibras musculares paralisadas. Músculos voltam a ter a possibilidade de variar sua força. Pode voltar a ter a funcionalidade do músculo. Rigor Mortis – Rigidez Cadavérica Contratura dos músculos após a morte. Músculos se contraem e ficam rígidos. Ausência de ATP que é necessária para causar o desligamento das pontes cruzadas dos filamentos de actina durante o processo de relaxamento. Ausência de potenciais de ação. Proteínas musculares se degeneram – 15 a 25 horas após a morte. Autólise – enzimas liberadas pelos lisossosmos. Processos ocorrem mais rapidamente quando em altas temperaturas. Excitação do Músculo Esquelético Transmissão neuromuscular e acoplamento excitação-contração A Junção Neuromuscular Fendasneurais: aumento a área de superfície na qual o neurotransmissor pode agir. Mitocôndrias: síntese de acetilcolina. Acetilcolinesterase. Receptores para acetilcolina: canais iônicos controlados pela acetilcolina. Destruição da acetilcolina Uma vez na fenda sináptica, a acetilcolina continua a ativar os receptores da membrana pós-sináptica. Remoção: destruição pela acetilcolinesterase. Difusão de acetilcolina para fora do espaço sináptico – autoreceptor de acetilcolina. A rápida remoção da acetilcolina evita a reexcitação continuada do músculo. Potencial da placa motora e excitação da fibra muscular esquelética B – Só ação da acetilcolina se ligando aos seus receptores. Sódio entrando (despolarizando, atingiu limiar, ocorre potencial de ação e acontece a contração muscular). A – Individuo recebeu uma quantidade de “curare” – veneno – inibe a ação da acetilcolina, pois se liga no receptor da acetilcolina, é um antagonista da acetilcolina. Não haverá contração muscular, não ocorre despolarização (liberação de cálcio... etc). C – toxina botulínica reduz a ação da acetilcolina, paralisia muscular, porque reduz a ação. Continua a ter movimentos. Fármacos que reforçam ou bloqueiam a transmissão na junção neuromuscular Reforçam Fármacos que estimulam a fibra muscular por ação semelhante à da acetilcolina (ação agonista da acetilcolina – semelhante) - Metacolina - Carbacol - Nicotina - Não são destruídos pela acetilcolinesterase ou colinesterase - Ação persiste por muitos minutos ou várias horas Espasmos musculares. Fármacos que estimulam a junção neuromuscular, inativando a acetilcolinesterase: - Neostigmina - Fisostigmina Esses dois – inativam a acetilcolinesterase por até várias horas - Fluorofosfato de di-isopropil Este, gás venenoso para os nervos, inativa por semanas – letal. Acúmulo de acetilcolina na fenda sináptica (espasmos musculares). Bloqueiam Fármacos curariformes (antagonistas a acetilcolina) - D-tubocurarina: Bloqueia a ação da acetilcolina nos receptores de acetilcolina da fibra muscular – evita a permeabilidade dos íons sódio, não há potencial de ação Evita o aumento da permeabilidade dos canais iônicos X potencial de ação. Miastenia Grave Causa paralisia muscular devido à incapacidade das junções neuromusculares transmitirem sinais suficientes das fibras nervosas para as fibras musculares. Degenração das fibras nervosas. - Doença autoimune (produzem anticorpos bloqueiam ou destroem os receptores de acetilcolina) - Não ocorre despolarização da fibra muscular - Morte por paralisia (músculos respiratórios) - Fármacos: neostigmina, anticolinesterásicos. Acoplamento excitação-contração Remoção do Ca2+ Bomba-Ca2+ - na membrana plasmática da fibra muscular. Calsequestrina - proteínas que conseguem se ligar ao cálcio, mantendo- os dentro do retículo sarcoplasmático. Haja acumulo de 40x do íon dentro. Excitação e Contração do Músculo Liso Tipos de Músculo Liso Músculo liso Multiunitário - Fibras musculares separadas e discretas - Fibras operam/contraem de forma independente – potencial de ação chega em cada fibra - Inervadas por uma só terminação nervosa - Controle é exercido por sinais nervosos - Músculos: ciliar do olho, íris do olho, piloeretores. Músculo liso unitário - Distribuição em folhetos ou feixes, não são fibras separadas - Músculos liso sincicial ou Músculo liso visceral - Fibras são dispostas em folhetos ou feixes - Contração como uma só unidade - Junções comunicantes entre as fibras (junções GAP). Trato gastrointestinal Ductos biliares Ureteres Útero Vasos sanguíneos Mecanismo contrátil no Músculo Liso Base química para a contração do músculo liso: - Filamentos de actina e miosina - Não contém complexos troponina (calmodulina) - Processo contrátil ativado por Ca2+ e ATP Base física para a contração do músculo liso - Filamentos de actina ligados aos corpos densos (força da contração é transmitida de célula a célula) - Presença de corpos densos – análogo aos discos Z, ligados os filamentos de actina. Permitem a contração muscular e se unem as outras células. - Pontes cruzadas “com polarização lateral” (contração de até 80% de seu comprimento. Comparação entre a contração do músculo liso e músculo esquelético Mecanismo contrátil no Músculo Liso Estímulo aumenta a concentração de Ca2+ intracelular Reticulo sarcoplasmático POUCO desenvolvido, precisa que o cálcio venha do espaço extracelular ou seja estimulado para sair do RS Estimulação: Nervosa: fibras recebem terminações axônicas do SNA, despolarização faz com que tenha abertura de canais de cálcio VD, entrando, aumentando sua concentração – contração. Hormonal: se liga a um receptor, metabotrópico, alteração conformacional, ativa a proteína G, libera sua unidade alfa, que ativa a fosfolipase e pega os pip2, clivar, liberando dag e ip3 (fosforila os canais da membrana do reticulo sarcoplasmático, liberando o cálcio). Estiramento: abertura de canais mecanodependentes, filtro de seletividade ao cálcio, aumenta a antrada de cálcio. Alterações químicas: vasodilatação. Canal de Stock, uma vez que o cálcio armazenado no RS é terminado, o próprio RS sinaliza e os canais abrem e o cálcio entra. Um estímulo gera um aumento da concentração de cálcio no meio intracelular (sarcoplasma). Esse cálcio vai encontrar dentro do músculo liso uma molécula chamada de calmodulina e ao se ligar a essa molécula, forma um complexo chamado de calmodulina- cálcio. Esse complexo, se liga a uma enzima chamada de miosinacnase (que na presença do complexo cálcio- calmodulina é ativada) que vai pegar o ATP, hidrolisar o ATP e fosforilar a cadeia reguladora da miosina. Uma vez que essa região da miosina é fosforilada, ela vai se ligar ao filamento de actina e vai ativar a força atrativa entre a actina e a miosina (não temos troponina e tropomiosina). O fato da cabeça da miosina estar fosforilada, permite que a actina se ligue – ocorrendo os ciclos de “trações” intermitentes, que vão levar ao mecanismo de trava do músculo liso. Após determinado período de tempo, começa haver a redução do cálcio intracelular e esse cálcio a ser removido, acaba ativando uma enzima conhecida como fosfatase da miosina. Essa fosfatase faz o contrário do que faz a cnase, ela desfosforila, cliva o fosfato, causando o relaxamento. Controles Nervoso e Hormonal da Contração do Músculo Liso Membrana contém muitos tipos de receptores proteicos que: Iniciam o processo contrátil Inibem a contração Junções neuromusculares do músculo liso Junções difusas – Junções de contato (aumento da rapidez de contração) Fibras nervosas inervam apenas a camada externa – condução do PA ou difusão, por meio das junções. Varicosidades – vesículas - Acetilcolina - Norepinefrina Causam a estimulação ou inibição. Cloreto passando (inibe). Potenciais de membrana no músculo liso Repouso: -50 a -60Mv Músculo liso unitário (visceral – contrai como só uma unidade): Potenciais em ponta Potenciais em platô Potenciais em onda lenta – tempo do PA das fibras, muito maior. Disparos de potenciais autoexcitatórios. Faz com que tenha ondas em marca passo. Autoexcitatórios Contrações rítmicas Ondas marca-passo – favorecem a função do trato gastrointestinal Excitação pelo estiramento muscular Músculo liso unitário: Estiramento (por ex. bexiga) – PA espontâneo – abertura dos canais de cálcio voltagem dependentes Contração automática e rítmica da parede do intestino Movimentação do conteúdo em direção ao ânus Despolarização do músculo liso multiunitário sem potenciais de ação Acetilcolina Norepinefrina Eles causam a despolarização. Contração do músculo liso em resposta a fatores químicos teciduais locais No estado normalde repouso, pequenos vasos sanguíneos permanecem contraídos. Fluxo sanguíneo reduzido. Fatores químicos: Falta de oxigênio Excesso de dióxido de carbono Aumento da concentração de íons hidrogênio Adenosina Ácido lático Aumento da concentração de íons potássio Redução da concentração de íons cálcio Aumento da temperatura corporal Todos esses, causam vasodilatação. Aumenta o fluxo sanguíneo, aumentando a concentração de hormônios, favorecendo a contração. Efeitos dos hormônios na contração do músculo liso Muitos hormônios circulantes afetam em algum grau a contração do músculo liso (excitam ou inibem): Norepinefrina Epinefrina Acetilcolina Angiotensina Endotelina Vasopressina Oxitocina Serotonina Histamina Receptores excitatórios e inibitórios controlados por hormônios Excitatórios: Abertura de canais de Ca2+ e Na+ Receptor de membrana – proteína G – PLC – PIP2 – DAG e IP3 – Ca2+ sarcoplasmático Inibitórios: Fechamento de canais de Ca2+ e Na+ Abertura de canais de K+ Ativação de enzimas – adenilato ciclase ou guanilato ciclase – alteram grau de fosforilação e reduz a concentração de cálcio 2+ - inativar a miosinacnase, ativar a fosfatase da miosina que vai desfosforilar a miosina e assim causar o relaxamento. Fonte de íons cálcio que provocam a contração através da membrana e a partir do retículo sarcoplasmático Menos desenvolvido Papel do retículo sarcoplasmático no músculo liso: Retículo sarcoplasmático é menos desenvolvido: Ca2+ proveniente do LEC PA – cavéolas – RE – Ca2+ Canais VD Bomba de Ca2+ é necessária para causar relaxamento Ação lenta LIC – LEC LIC - RE SISTEMA SENSORIAL Normalmente, as informações sensoriais chegam até o tálamo, e deste são retransmitidas para os córtex específicos, áreas sensoriais especificas e sensitivas. No encéfalo ocorre a conscientização de que está recebendo um estimulo. Tipos de receptores sensoriais • Mecanorreceptores: detectam compressão mecânica ou estiramento. • Temorreceptores: detectam alterações de temperatura, agem para determinadas temperaturas. • Nocireceptores: detectam danos físicos ou químicos que ocorrem nos tecidos (receptores da dor, a qual muda apenas sua intensidade, ou seja, sempre será recebida da mesma forma, porem seu grau pode aumentar). • Receptores eletromagnéticos (fotorreceptores): detectam ondas de energia, a luz que incide na retina (onde estão os receptores) dos olhos. • Quimiorreceptores: detectam o gosto, o cheiro, a [] de O2 no sangue (quando ocorre diminuição da saturação vai haver respostas para que aumente essa [], ex: aumento da frequência cardíaca, respiratória, para que ocorra hematose e normalize essa []), presentes na pele... Obs: pessoas que necessitam que um estimulo muito forte, para de fato sentir dor, apresentam um limiar maior, sendo preciso uma quantidade maior de Na+ para que ocorra um disparo de potencial de ação. Gustação - Conjuntos de sabores básicos: ✓ Ácido (azedo) ✓ Salgado ✓ Doce ✓ Amargo ✓ Umami (delicioso) - Órgãos da gustação: ✓ Cavidade oral ✓ Cavidade nasal - Na língua, encontramos papilas gustativas nomeadas conforme seu formato, estas estão circundadas com invaginações que apresentam botões gustatórios (início da transdução gustatória – quando através dos poros, as partículas químicas dos alimentos entraram em contato com as células gustatórias). - Ao entorno das células gustatória, encontramos células de suporte e células basais, que se renovam com frequência. - Saindo dos botões gustatórios, é notório que haja neurônios gustatórios aferentes ou primários. Estes são axônio de neurônios que irão encaminhar o estimulo gustatório até o encéfalo. Em cada célula gustatória que forma o botão, terá seu receptor de membrana que pode ter uma maior sensibilidade a determinado sabor. - Quando uma substancia atinge um determinado limiar, é possível distinguir determinado alimento, neste chamado momento crítico (muito próximo ao limiar) é mais provável que seja identificado os sabores salgado e doce. - Os botões gustatórios apresentam células, e cada uma é mais sensível a um sabor e quando atinge essa sensibilidade, ocorre uma despolarização desta célula. Formas de transdução 1. Ligantes químicos ativam as células gustatórias. 2. Ocorre uma via de transdução dentro da célula. Abertura de canais de Ca2+ dentro da célula, amento da concentração intracelular. 3. Abertura de canais de ATP ou exocitose. 4. Neurotransmissor ou ATP é liberado. 5. Neurônio dispara potenciais de ação e esse é enviado ao encéfalo. Mecanismos de transdução 1. Passagem direta da substancia química através de um canal iônico (ácido e salgado). 2. Ligação de uma substancia química e o bloqueio de canal iônico (ácido). 3. Ligação de uma substancia química a um receptor metabotrópico, receptor acoplado a proteína G (doce, amargo e umami). - Células gustatórias não são neurônios, mas apresentam em seu interior vesículas com neurotransmissores. - Essas células apresentam em sua membrana canais iônicos. Os íons de Na+, através do canal, entram na célula aumentando o potencial de membrana, o que despolariza a célula gustatória, essa despolarização promove a abertura de canais voltagem dependentes de Na+ e Ca2+. Este se liga em vesículas sinápticas, mobilizando-as até a membrana plasmática, fazendo com que essa vesícula se funda liberando o neurotransmissor serotonina por exocitose. Esse neurotransmissor vai de encontro com seus receptores no axônio do neurônio gustatório aferente, que também terá uma despolarização e envia essa informação gustatória do salgado até o encéfalo. - Em outra célula, apresenta canais de permite a passagem de H+, o qual pode se ligar a um canal que permite a passagem do K+ e bloquea ele ou ao entrar na célula gustatória por difusão se liga na face interna do canal de K+ promovendo seu fechamento. O K+ fica ‘’proibido’’ de sair da célula, e a sua saída é necessária para a manutenção do potencial de repouso, ele dentro da célula aumenta o potencial de membrana, o que promove uma despolarização, e esta resulta na abertura de canais de Na+ e Ca2+ voltagem dependentes, o Ca+ entra na célula, mobiliza a vesícula e faz com que ela se funda na membrana plasmática, fazendo com que haja liberação de serotonina por exocitose. Serotonina se liga ao neurônio gustatório aferente, e esse encaminha a resposta gustatória do azedo até o encéfalo. - Amargo (receptor T2R), doce (receptor T1R2+T1R3) e umami (receptor T1R1 + T1R3): A célula apresenta receptores acoplados a proteína G, receptor metabotrópico. As substancias dos alimentos encontram seus sítios específicos, estimulando-os, promovento uma alteração conformacional do receptor, que ativa uma proteína G, esta troca GDP por GTP, ativando a enzima fosfolipase C que separa o PIP2, seu produto IP3 que age na membrana do RE promovendo a liberação do Ca2+, essa saída de Ca2+ para o citosol promove abertura dos canais de ATP, o ATP (funcionando como neurotransmissor) se liga aos neurônios gustatórios aferente encaminhando a informação até o encéfalo. Nervo facial (VII), 2/3 anterior da língua + Nervo glossofaringeo (IX), 1/3 posterior da língua + Nervo vago (X), epiglote, glote e faringe. Região talâmica que recebe a informação, núcleo ventral póstero medial (VPM), região esquerda segue para a região esquerda do córtex. Olfato - Combina-se com gustação. - É um modo de comunicação (feromônios que se ligam aos quimiorreceptores, ali é transmitido uma via de sinalização que faz com que ocorra alteração nas secreções hormonais, fazendo com que ocorra uma sincronização de ciclos, menstruação por exemplo). - Odor ruim se sobrepõe aos aromas bons. Órgãos do olfato ✓ Cavidadenasal ✓ Epitélio olfatório - Com neurônios genuínos. - É uma despolarização, um disparo de potencial de membrana. - As moléculas se ligam aos cílios das células receptoras olfatórias, a cama de muco existente permite que essas moléculas o atravessem, no núcleo das células existem proteínas de membrana que são receptores olfatórios. - Apresentam também células de suporte, células basais (renovação). - As células projetam axônios atravessando a placa cribiforme indo em direção ao bulbo olfatório. Obs: quando gripados, a camada de mudo se torna mais espessa, o que dificulta a chegada de moléculas aos núcleos. Transdução olfatória - Células odoríferas se ligam a receptores metabotrópicos, o que ativa uma proteína G e essa ativa a enzima adenilato ciclase, a qual catalisa a conversão do ADP em ANPciclico, este ativa uma proteína kinase A que é uma proteína que causa fosforilações e abre canais que permitem a passagem do Ca2+ e Na+. Estes ions estão em maior [] fora da célula, na qual entram por difusão, o Ca2+ dentro da célula e promove a abertura de canais que permitem a saída de Cl-. - Gera um aumento do potencial de membrana, portanto uma despolarização da mesma. Essa despolarização segue em direção ao bulbo olfatório. - O bulbo apresenta regiões chamadas de glomérulos, onde ocorre encontro de axônios com neurônios de segunda ordem, transmitindo essa informação em direção ao nervo olfatório, trato olfatório e estruturas adjacentes. Os neurônios de segunda ordem seguem pelo trato olfatório, passam diretamente pelo tubérculo sem que haja comunicação, seguindo ao córtex olfatório e estruturas relacionadas no lobo temporal. (Pode não passar pelo tálamo, caso passe a informação vai ser associada no córtex orbitofrontal – região = emoção, memoria) - Cada célula olfatória codifica seus receptores de membranas para moléculas de determinados aromas. Visão - Luz é uma porção de radiação eletromagnéticas, visível aos olhos humanos. Depende da sua frequência, comprimento (400 a 700 nm) e amplitude para se tornar visível. Os raios de luz viajam em linha reta até o ponto em que há interação com moléculas ou objetos. • Reflexão: luz que incide em uma superfície e retorna dentro do mesmo meio. • Absorção: transferência de energia luminosa para uma partícula ou superfície. • Refração: desvio na direção de raios de luz que pode ocorrer quando viajam de um meio transparente para outro. Anatomia do olho Iris: confere cor aos olhos. Pupila: pequeno buraco no centro ocular, onde os raios luminosos incidem. Esclera: região branca, altamente irrigada por vasos sanguíneos. Humor aquoso e humor vítreo. Cristalino: auxilia na focalização de objetos. É regulado por músculos ciliares e zônula ciliar, para determinadas distancias. Retina: apresenta fotorreceptores, receptores sensoriais responsáveis por detectar a luz que incide na retina. Fóvea: uma pequena depressão onde apresenta receptores chamados de cones. Nervo óptico: formado pela junção de axônios das células ganglionares. Formação da imagem - O olho coleta raios de luz emitidos ou refletidos por objetos no ambiente e focaliza na retina, formando imagem. - A refração da luz ocorre quando a os raios atingem a córnea e passa do ar para o humor aquoso, alterando sua velocidade. - Devido a distância dos objetos o cristalino sofre acomodação, sendo achatado para objetos em uma maior distância e contraído quando há uma pequena distância, essa acomodação acontece com objetivo de aumentar a focalização. • Hipermetropia: formação da imagem atrás da retina. Correção por lente convexa. • Miopia: formação da imagem antes da retina. Correção por lentes côncavas. - A pupila sofre constrição (s. parassimpático) e dilatação (s. simpático) com objetivo de controlar a quantidade de raios absorvidos. Campo visual - Espaço total que pode ser visto pela retina quando o olhar é fixado diretamente à frente. Ex: cobrir um dos olhos e movimentar o objeto para o lado. Acuidade visual - Capacidade de os olhos distinguirem entre dois pontos próximos. - Depende principalmente dos espaçamentos dos fotorreceptores na retina e da precisão da refração do nosso olho. Anatomia microscópica dos olhos - Via direita: fotorreceptores (células responsáveis por detectar a luz) → células bipolares → células ganglionares (única fonte de sinais de saída da retina e únicos neurônios da retina que disparam potenciais de ação – transmissão para fora do olho). - Via indireta: fotorreceptores → célula horizontal → células bipolares → célula amácrina → células ganglionares. - O maior número de discos e maior [] de fotopigmentos nos bastonetes os tornam mais sensível a luz do que os cones (colorido). - Na região da fóvea está presente apenas cones, responsável pela nossa visão diurna, onde apresenta maior incidência luminosa, devido as camadas de células presentes anteriormente. Fototransdução - Os fotorreceptores convertem, ou transduzem, energia luminosa em alterações no potencial de membrana. Em bastonetes: na membrana temos um receptor chamado de rodopsina (fotopigmento - que apresenta retinal em seu interior), quando recebe um estimulo luminoso este receptor é ativado, ativando também a proteína G, que reduz a produção do segundo mensageiro, temos então uma enzima chamada de Fosfodilesterase que causa o fechamento dos canais de Na+, o que causa uma hiperpolarização. Obs: a absorção de luz pela rodopsina determina uma alteração na conformação do retinal, de modo que a opsina é ativada, causando um desbotamento do receptor, causando ativação da proteína G. Em cones: sob luz brilhante há uma queda no GMPc nos bastonetes, até o momento que esta resposta se torna saturada, ou seja, a luz não causará mais uma hiperpolarização. O processo é o mesmo dos bastonetes, o que difere é o tipo de opsina que existe nos discos membranosos dos segmentos externos do cone. - Cada cone identifica uma cor. - Os fotorreceptores liberam neurotransmissores (glutamato) assim que são despolarizados, quando recebem uma incidência luminosa eles são hiperpolarizados, tendo uma menor quantidade de glutamato sendo secretada. - O escuro é o estimulo ‘’preferido’’ do fotorreceptor, então quando é incidido uma sombra no fotorreceptor ele sofre despolarização (porque isso ativa o retinal, tendo então um aumento na quantidade de GMPc) e libera uma maior quantidade de neurotransmissor. - As respostas opostas ocorrem devido aos dois tipos de receptores que se ligam ao glutamato liberado pelos fotorreceptores. • OFF: receptores glutamatérgicos ionotropicos (canais iônicos nos quais o glutamato se liga, abre canais de Na+, que entra e causa uma PEPS. Causando uma hiperpolarização do cone, fazendo com que menos neurotransmissores sejam liberados e resultando em uma célula mais hiperpolarizada). • ON: receptores metabotrópicos (a resposta será uma hiperpolarização). Resposta invertida quando comparada a dos fotorreceptores - Quando uma luz incide exatamente no campo receptivo, o fotorreceptor é hiperpolarizado causando uma despolarização da célula bipolar. - Quando a luz incide na periferia do campo receptivo e apresenta uma sombra no centro do campo, o fotorreceptor sofre uma hiperpolarização, assim como as células horizontais e nas células bipolares. Projeção retinofugal - É a via neural que sai dos olhos, começando pelo nervo óptico. Neurônios serotoninérgicos Produzem determinados neurotransmissores, SERATONINA, chamado de 5-HT (5-hidro- xitriptamina), derivado do aminoácido triptofano (não é produzido pelo organismo, então é encontrado na alimentação: grãos, carne, chocolate, produtos lácteos), importante nos sistemas encefálicos (humor, sono). - Síntese e degradaçãoda serotonina: na membrana do axônio é encontrado um transportador para os aminoácidos essências (triptofano), ocorrendo um co-transporte onde na medida que o Na+ entra, traz consigo para dentro do axônio o triptofano, este passa por uma série de reações enzimáticas para que haja produção de serotonina. 1º triptofano hidroxilase: forma o 5-hidroxitriptofano. É acrescentado um grupo hidroxila ao triptofano. 2º descarboxilase: formando a serotonina. Remove o grupamento carboxílico. 3º a serotonina é levada para dentro de uma vesícula através de um transportador (VMAT). Onde ocorre um contra transporte de serotonina de H+. Ao receber um potencial de ação (abertura de canais de Ca+ e Na+) a serotonina é liberada da vesículas e do axônio por exocitose. 4º ainda na membrana do axônio temos um autoreceptor, onde a serotonina pode se ligar. 5º a partir do momento em que a serotonina é liberada na fenda ela deve ser recaptada/degradada, degradação essa feita pela MAO (monoaminaoxidase). 6º a serotonina retorna ao terminal axonal por um transportador especifico, um co-transporte de serotonina e Na+, dentro do terminal a serotonina pode ser recarregada dentro da vesícula, mas também degradada pela MAO. Obs: Antidepressivos e ansiolíticos (fluoxetina) são inibitórios seletivos da receptação da serotonina – não permitem a receptação, fazendo com que a serotonina continue estimulando as outras células, ocasionando melhora no humor. - É produzida no tronco encefálico, nos núcleos da rafe e de ação ampla. - Receptores: • 1 A-B-C: se liga a um receptor metabotrópico que ativa a proteína G com ação inibitória, causando redução do AMPC e abertura dos canais de K+ (potássio sai, hiperpolarizando a célula = efeito inibitório). Encontrado: núcleos da rafe, córtex, hipocampo e sistema nervoso entérico. • 2: ativa uma proteína G que tem como característica ser excitatória. Ativa a fosfolipase C que apresenta IP3 (aumenta o Ca+ intracelular) e DAG. Encontrado: plaquetas, músculo liso, hipocampo e estômago. • 3: único receptor ionotrópico que permite a passagem de Na+ e fecha os canais de K+, o que aumenta o potencial de membrana devido ao acumulo de potássio, causando um efeito excitatório. Encontrado: centro emético e nervos entéricos. • 5: mesmo processo que o receptor 1, porem é encontrado no cérebro. • 4-6-7: ativa uma proteína G excitatória, aumento de AMPC e fechamento dos canais de K+ (despolariza a membrana). Encontrado: neurônios mioentéricos, músculo liso e cérebro. - Funções: • Núcleo da rafe (humor, cognição e emoções). • Na amigdala sua função é ansiogênico. • No mesencéfalo sua função é ansiolítica. • Zona de gatilho quimiorreptora (tronco encefálico) - centro emético (vômito). Obs: antagonistas serotoninérgicos (medicamentos) se ligam aos receptores fazendo com que não haja ânsia de vômito. • Centro da fome e saciedade – núcleo hipotalâmico. • Auxilia na formação de coágulos. • Reguladora de sono. (Induz a secreção de melatonina) • Saúde dos ossos. • Afetar comportamento social. • Memória. • Atividades sexuais. - Baixa concentração: ansiedade, fome excessiva, depressão, fadiga crônica, dores de cabeça e enxaqueca, problemas digestivos, baixa autoestima, suicida, problemas de cognição, maior sensibilidade, alteração de humor e insônia. - Alguns medicamentos causam a inibição da MAO; inibição seletiva da receptação de serotonina (aumentando seus efeitos pela maior concentração na fenda); antidepressivos tricíclicos aumentam os números de neurotransmissores. Neurônios aminoacidérgicos: glutamato (GLU), glicina (GLI) e ácido gama aminobutírico (GABA), atuam como neurônios na maioria das sinapses do SNC. - GLU + GLI, tem como precursor a glicose que passa por transformações enzimáticas. - Qual a diferença de neurônios glutamatérgico e não glutamatérgicos? É o transportador que o carrega para dentro das vesículas sinápticas. - GABA tem como precursor o glutamato, do qual é removido um grupo carboxílico. É secretada por neurônios GABAérgicos, que é a principal fonte de inibição sináptica do sistema nervoso. ‘’ o principal neurotransmissor excitatório no encéfalo é convertido, em apenas um passo químico, em neurotransmissor inibitório do encéfalo. ’’ - Em relação a receptação ou degradação dos neurotransmissores: uma vez que a transmissão sináptica é finalizada, nós temos uma captação seletiva desses neurotransmissores, sendo recaptados para dentro do terminal sináptico e das células da glia, por transportadores específicos de Na+. São recarregados dentro das vesículas sinápticas e aguardam até que seja o momento de sua liberação. - Glutamato: principal neurotransmissor excitatório do SNC, age como neuromodulador (age na célula pós-sináptica, fazendo com que haja liberação de óxidonitrico, o qual volta para o terminal pré-sináptico que estimula mais produção de glutamato e assim por diante, ocorrendo feedback positivo – estimulação de memória a longo prazo). Inibição: acontece por uma receptação pré-sináptica ou glias. • Cognição • Memória • Aprendizagem - excitotoxidade: excesso de glutamato. Aumento da liberação ou diminuição da receptação de glutamato em estado patológico (indivíduos com doenças), pode resultar em um ciclo que retroalimentação positiva que causa um aumento na [] Ca+, o que pode levar a morte de neurônios. Obs: ELA (esclerose lateral amiotrófica) – degeneração progressiva do neurônio motor. Degradação da bainha de mielina. EPILEPSIA – alta secreção de glutamato ou receptação do mesmo. - GABA: principal neurotransmissor inibidor do encéfalo. Responsável pela sintonia fina e coordenação de movimentos. Sua síntese ocorre a partir de uma descarboxilase do ácido glutâmico, precursor é o glutamato, o glutamato descarboxilase remove o grupamento carboxila e remove o GABA. Inibição: por neurônios e glia que recaptam esse GABA através de transportadores específicos. Dentro do terminal pré-sináptico o GABA pode ser recaptado ou degradado. - Age por meio de receptores ionotrópicos: GABA ao se ligar aos receptores abre o canal para a passagem de Cl-, o qual entra na célula pós-sináptica. É uma resposta hiperpolarizante (PIPS). - Age por meio de receptores metabotrópico: ativação de proteínas G inibitórias de Adenil ciclase, canais de Ca+ e ativa canais de K+. Pode ativar enzimas efetoras. Obs: o consumo do álcool aumenta a ação do GABA, causando movimentos lentos e fala enrolada. Faz também com que haja maior secreção de serotonina, que causa aumento da felicidade e prazer. • Age no córtex cerebral (relacionado com o sistema de recompensa); tálamo; núcleo accumbens. - GLICINA: o GABA medeia a maior parte da inibição sináptica do SNC, a glicina (proveniente da glicose) medeia a maior parte da inibição sináptica restante. Portanto atua como um neurotransmissor inibitório do SNC. - Age por meio de receptores ionotrópicos: abrem-se canais que permitem influxo de Cl-, resposta hiperpolarizante (PIPS). - Tem caráter exitatório quando age juntamente com o glutamato nos receptores NMDA, abre um canal que permite o efluxo de K+ e influxo de Na+ e Ca+. - ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP): concentra-se em toas as vesículas sinápticas do SNC e SNP, sendo liberada na fenda sináptica por meio de potenciais de ação pré-sináptico, de maneira dependente do CA+. Ou seja, acontece uma despolarização no neurônio pré-sináptico, que causa abertura de canais voltagem dependentes de Ca+, este entra imobilizando vesículas que contem ATP, faz com que essas vesículas se fundam na bicamada lipídica, liberando ATP. Esse ATP é empacotado em vesículas com outros transmissores clássicos, como as catecolaminas (cotransmissores – neurônios que secretam outros neurotransmissores junto). - Se liga em receptores purinérgicos: ionotropicos (abertura dos canais para cátions– ação exitatória), metabotrópicos. - Inibição: acontece devido a degradação de enzimas extracelulares, originando a adenosina.